EP4516192A1 - Reinigungsvorrichtung mit einem wischtuchträger mit exzentrisch auslenkbarer rotationsachse - Google Patents

Reinigungsvorrichtung mit einem wischtuchträger mit exzentrisch auslenkbarer rotationsachse Download PDF

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EP4516192A1
EP4516192A1 EP24193989.1A EP24193989A EP4516192A1 EP 4516192 A1 EP4516192 A1 EP 4516192A1 EP 24193989 A EP24193989 A EP 24193989A EP 4516192 A1 EP4516192 A1 EP 4516192A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cleaning device
carrier element
carrier
radial direction
designed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP24193989.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Lucas Gündert
Matthias Lange
Manuel Weidl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Hausgeraete GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BSH Hausgeraete GmbH filed Critical BSH Hausgeraete GmbH
Publication of EP4516192A1 publication Critical patent/EP4516192A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L11/00—Machines for cleaning floors, carpets, furniture, walls, or wall coverings
    • A47L11/40—Parts or details of machines not provided for in groups A47L11/02 - A47L11/38, or not restricted to one of these groups, e.g. handles, arrangements of switches, skirts, buffers, levers
    • A47L11/4036—Parts or details of the surface treating tools
    • A47L11/4038—Disk shaped surface treating tools
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A47L11/4061—Steering means; Means for avoiding obstacles; Details related to the place where the driver is accommodated
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    • A47L11/4063—Driving means; Transmission means therefor
    • A47L11/4069—Driving or transmission means for the cleaning tools
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L2201/00—Robotic cleaning machines, i.e. with automatic control of the travelling movement or the cleaning operation
    • A47L2201/04—Automatic control of the travelling movement; Automatic obstacle detection

Definitions

  • the invention relates to a cleaning device, in particular a cleaning robot, with at least one wiping cloth carrier.
  • a cleaning device in particular a cleaning robot, can have a suction nozzle with a suction mouth, via which impurities or dirt, in particular dirt particles, are sucked up from a surface to be cleaned by means of an air stream.
  • the cleaning device can have one or more wipes, each of which is attached to a wipe carrier.
  • the individual wipe carriers can each be driven to rotate around the axis of rotation of the respective wipe carrier, so that the one or more wipes are guided in rotation over the surface to be cleaned, thereby providing a wet cleaning function of the cleaning device.
  • obstacles may be located on the path of movement of the cleaning device, which may impair the wet cleaning function of the cleaning device.
  • This document addresses the technical task of providing a particularly reliable and thorough wet cleaning function of a cleaning device.
  • a cleaning device which is designed to be moved over a surface to be cleaned (e.g. over a floor).
  • the measures described in this document can be applied to this cleaning device individually or in combination.
  • the cleaning device can be a Cleaning robot, in particular a vacuum and wiping robot.
  • the cleaning device can be designed to move autonomously over the area to be cleaned.
  • the cleaning device can have one or more traction motors that are designed to drive one or more drive wheels of the cleaning device.
  • the cleaning device can be moved (by the one or more traction motors) over the area to be cleaned with a drive force that has a certain force value.
  • the cleaning device comprises at least one wiping cloth carrier with a (possibly plate-shaped) carrier element which is designed to receive a wiping cloth (also referred to in this document as a wiping pad) on the surface of the carrier element which faces the surface to be cleaned during operation of the cleaning device.
  • a wiping cloth also referred to in this document as a wiping pad
  • the wiping cloth can be or have been releasably attached to the surface of the carrier element using a Velcro connection.
  • the carrier element and/or the wiping cloth can each have a surface with a basic shape, in particular with a circular basic shape.
  • the carrier element, in particular the surface of the carrier element can be delimited in the radial direction (the axis of rotation of the carrier element) by an edge, in particular by a circular edge.
  • the cleaning device comprises at least one drive (e.g. with an electric motor) which is designed to rotate the carrier element (e.g. indirectly via a drive shaft) about a rotation axis, so that when the cleaning device is in operation, the surface of the carrier element with the wiping cloth arranged thereon is moved in rotation (about the rotation axis) over the area to be cleaned.
  • the drive shaft and/or the rotation axis can each be arranged essentially perpendicular to the area to be cleaned and/or parallel to the vertical axis of the cleaning device.
  • the carrier element can be elastically deformable in the radial direction to the axis of rotation.
  • the carrier element can be designed to attach the wiper to the surface of the carrier element so that the wiping cloth is deformed together with the carrier element in the radial direction.
  • the carrier element in particular the edge of the rotating carrier element, can collide with an obstacle. This can lead to a force (with the specific force value) dependent on the driving force of the cleaning device acting on the edge of the carrier element.
  • the carrier element is preferably designed such that the carrier element is deformed, in particular by 5% or more or by 10% or more of the diameter of the carrier element, by the action of a force acting on the carrier element from the outside in the radial direction, which has the specific force value (which is dependent on the driving force of the cleaning device) or which depends on the specific force value.
  • the carrier element can in particular be designed to be elastically deformed in the radial direction (e.g. by 5% or more or by 10% or more of the diameter of the carrier element) starting from the basic shape by the action of a force (with the specific force value) acting in the radial direction from outside the carrier element on the edge.
  • the elastic deformability of the carrier element can be achieved by using a material with a modulus of elasticity of preferably 1 GPa or less.
  • the elastic deformability of the carrier element can be achieved by one or more geometric structures or cavities in the material that support the elastic deformability, such as a honeycomb structure.
  • a cleaning device which has a wiper carrier with a carrier element which is deformable in the radial direction (ie parallel to the surface to be cleaned) (and is deformed in response to a collision with an obstacle). This enables reliable wet cleaning to be achieved even when obstacles are present.
  • the carrier element is preferably not deformable or at least only insignificantly deformable in the axial direction to the axis of rotation.
  • the force required for an elastic deformation of the carrier element in the axial direction is, for the same deflection, preferably by a factor of 10 or more, in particular by a factor of 100 or more, greater than the force required for an elastic deformation in the radial direction.
  • the stiffness of the carrier element in the axial direction is preferably by a factor of 10 or more, in particular by a factor of 100 or more, greater than the stiffness in the radial direction.
  • the carrier element can have an elastically deformable ring, in particular a wire ring, e.g. made of spring steel, on the outer edge.
  • the wipe carrier can have a hub which is driven by the drive, in particular by the drive shaft. The axis of rotation of the hub and the drive shaft can be collinear.
  • the wipe carrier in particular the carrier element, can comprise a plurality of spring elements, each of which connects the hub to the (elastically deformable) ring, and each of which is designed to exert a force on the ring in a radial direction away from the hub in order to hold the carrier element in the basic shape and/or to return the carrier element to the basic shape.
  • the spring elements can be distributed in the circumferential direction of the carrier element, in particular evenly distributed, around the hub.
  • the wipe carrier, in particular the carrier element can comprise, for example, three or more, four or more, in particular six or more, spring elements.
  • the spring elements can comprise at least one telescopic spring element which is arranged in the radial direction between the hub and the ring.
  • the individual spring elements can each be designed as telescopic spring elements.
  • the spring elements may comprise at least one spring element designed as a spiral spring or leaf spring, which is attached to the first end is arranged radially to the hub, and which is arranged tangentially to the ring at the second end facing the ring.
  • the individual spring elements can each be designed as a spiral spring or leaf spring.
  • a deformable carrier element By using a deformable ring which is connected to the hub of the wiper carrier via spring elements, a deformable carrier element can be provided in a particularly efficient and robust manner.
  • the carrier element can have a flexible structure by which the surface of the carrier element is formed.
  • the flexible structure can be elastically deformable in the radial direction.
  • the flexible structure is preferably substantially non-deformable in the axial direction.
  • the flexible structure can have a plurality of honeycombs arranged next to one another in the radial direction.
  • the flexible structure can thus be a honeycomb structure.
  • the flexible structure can have a plurality of waves, wherein the waves can each spread out in a ring shape from the hub (of the wipe carrier) to the edge of the carrier element.
  • a wipe carrier By providing a flexible structure forming the surface of the carrier element, a wipe carrier can be provided in a particularly robust manner which is selectively deformable in the radial direction (and not in the axial direction).
  • the cleaning device may have at least or exactly two directly adjacent wiper carriers.
  • the rotation axes of the carrier elements of the two wiper carriers are typically arranged substantially parallel to one another. Furthermore, the rotation axes of the carrier elements of the two wiper carriers can be arranged so close to one another in the radial direction that the carrier elements touch at a contact point and mutually deform elastically at the contact point. In this way, a gap between the two wiper carriers can be efficiently avoided, thereby further improving the quality of the wet cleaning function of the cleaning device.
  • the drive can be designed to drive the carrier element via a drive shaft in order to cause the carrier element to be rotated about the axis of rotation, so that when the cleaning device is in operation, the surface of the carrier element with the wiping cloth arranged thereon is moved in rotation about the axis of rotation over the surface to be cleaned.
  • the axis of rotation can be displaceable in the radial direction (to the axis of rotation) relative to the drive shaft.
  • the wiping cloth carrier and/or the cleaning device can be designed as described in this document.
  • a cleaning device which is designed to be moved over a surface to be cleaned.
  • the measures described in this document can also be applied to this cleaning device individually or in combination.
  • the cleaning device can be a cleaning robot, in particular a vacuum and wiping robot.
  • the cleaning device can be designed to move autonomously over the surface to be cleaned.
  • the cleaning device can have one or more traction motors which are designed to drive one or more drive wheels of the cleaning device.
  • the cleaning device can be moved over the surface to be cleaned (by the one or more traction motors) with a drive force which has a certain force value.
  • the cleaning device comprises at least one wiper carrier with a (possibly plate-shaped) carrier element which is designed to receive a wiper (also referred to in this document as a wiper pad) on the surface of the carrier element which faces the surface to be cleaned during operation of the cleaning device.
  • a wiper also referred to in this document as a wiper pad
  • the wiper can be detachably attached to the surface of the carrier element using a Velcro connection.
  • the carrier element and/or the wiper can each have a surface with a basic shape, in particular with a circular basic shape.
  • the carrier element, in particular the surface of the carrier element can be limited in the radial direction (the axis of rotation of the carrier element) by an edge, in particular by a circular edge.
  • the cleaning device comprises at least one drive which is designed to drive the carrier element via a drive shaft in order to cause the carrier element to be rotated about its axis of rotation, so that during operation of the cleaning device the surface of the carrier element with the wiping cloth arranged thereon is moved over the area to be cleaned in rotation about the axis of rotation.
  • the drive shaft and/or the axis of rotation can each be arranged substantially perpendicular to the area to be cleaned and/or arranged parallel to the vertical axis of the cleaning device.
  • the rotation axis can be displaceable in the radial direction (to the rotation axis) relative to the drive shaft.
  • the rotation axis can be displaceable in the radial direction relative to the drive shaft by the action of an external force in the radial direction on the outer edge of the carrier element.
  • the drive shaft can be fixed locally (in relation to the cleaning device and/or on the cleaning device) and/or not displaceable in the radial direction, so that an efficient drive for the wipe carrier of the cleaning device can be provided.
  • the cleaning device can be designed such that the drive shaft and the rotation axis are collinear in a neutral position (when no external force acts on the carrier element). Furthermore, the cleaning device can be designed such that the rotation axis of the carrier element can be displaced in the radial direction out of the neutral position by the action of a force acting on the carrier element from the outside in the radial direction.
  • the displacement can be limited to a displacement up to a maximum possible distance between the drive shaft and the rotation axis. The maximum possible distance can be, for example, between 5% and 20% of the diameter of the carrier element.
  • the cleaning device can in particular be designed such that the axis of rotation is displaced in the radial direction relative to the drive shaft by the action of a force acting from the outside on the carrier element in the radial direction, which has the specific force value (which depends on the driving force of the traction motor of the cleaning device), in particular such that the axis of rotation and the drive shaft have the maximum possible distance from each other.
  • a cleaning device which has a wiper carrier with a carrier element whose axis of rotation can be displaced in the radial direction (i.e. parallel to the surface to be cleaned) (e.g. in response to the impact of an obstacle on the carrier element). In this way, reliable wet cleaning can be achieved even when obstacles are present.
  • the drive shaft of the drive can be designed to drive the hub of the wiper carrier.
  • the hub can be coupled to the edge of the carrier element via several, in particular three or more, spring elements.
  • the first end of a spring element can be connected to the hub and the second end of the respective spring element can be connected to the edge of the carrier element.
  • the hub is mechanically connected to the carrier element only via the spring elements, in particular only via the second ends of the spring elements on the edge of the carrier element.
  • the spring elements can be distributed in the circumferential direction of the carrier element, in particular evenly distributed, around the hub.
  • the spring elements can comprise at least one telescopic spring element which is arranged in the radial direction between the hub and the edge.
  • the individual spring elements can each be designed as telescopic spring elements.
  • the spring elements may comprise at least one spring element designed as a spiral spring or leaf spring, which is arranged radially to the hub at the first end facing the hub, and which is arranged radially to the hub at the end facing the edge. second end is arranged tangentially to the edge.
  • the individual spring elements can each be designed as a spiral spring or leaf spring.
  • the wiper carrier can be designed in such a way that the drive shaft and the axis of rotation can have at most the maximum possible distance from each other in the radial direction.
  • the spring elements can, in particular together, have a restoring force to the neutral position of the carrier element that is greater than the centrifugal force acting on the carrier element with the wiper arranged on it when the drive shaft and the axis of rotation have the maximum possible distance from each other.
  • the carrier element can comprise a rigid, non-deformable carrier plate (or be designed as such) which has the rotation axis as its center, through which the surface of the carrier element facing the surface to be cleaned is formed, and which is designed to receive the wiping cloth. In this way, a particularly robust displaceability between the drive shaft and the rotation axis can be achieved.
  • the carrier element can be elastically deformable in the radial direction to the axis of rotation.
  • the wipe carrier and/or the carrier element can be designed as described in this document.
  • the wipe carrier can be enabled to deform elastically upon contact with obstacles without affecting the movement of the cleaning device.
  • the cleaning device may have at least or exactly two directly adjacent wiper carriers.
  • the rotation axes of the carrier elements of the two wiper carriers are typically arranged substantially parallel to each other. Furthermore, the The rotation axes of the carrier elements of the two wiper carriers are arranged so close to one another in the radial direction that the carrier elements touch at a contact point and that the rotation axis of the carrier element of at least one wiper carrier is displaced in the radial direction relative to the drive shaft for this wiper carrier. In this way, a gap between the two wiper carriers can be efficiently avoided, thereby further improving the quality of the wet cleaning function of the cleaning device.
  • this document is concerned with providing a reliable and high-quality wet cleaning function of a cleaning device even in the presence of obstacles.
  • connection Fig. 1a the top 121 and Fig. 1b the underside 122 of a cleaning robot 100, in particular a vacuum and mop robot, as an example of a cleaning device.
  • the aspects described specifically for a cleaning robot generally apply to a cleaning device.
  • the underside 122 faces the floor to be cleaned or the surface of a cleaning area, such as a room, to be cleaned.
  • the underside 122 of the cleaning robot 100 typically has one or more drive units 101 (with one or more drive wheels) by means of which the cleaning robot 100 can move independently in order to clean different areas of a floor.
  • the cleaning robot 100 can have one or more guide and/or support elements 104 (e.g. non-driven wheels) that enable the cleaning robot 100 to move stably over the floor to be cleaned.
  • a cleaning robot 100 typically comprises one or more suction units 106 (in particular suction nozzles) that are designed to clean the floor beneath the cleaning robot 100.
  • a suction unit 106 (in particular a suction nozzle) can have a brush roller 102 that is designed to rotate about a rotation axis, wherein the rotation axis is typically arranged parallel to the underside 122 of the cleaning robot 100.
  • the brush roller 102 can be used to mechanically loosen dust and/or contaminants on the floor to be cleaned from the floor, so that the dust and/or contaminants can be sucked into the suction mouth 107 of the suction unit 106 with increased reliability.
  • a user interface can be arranged on the top 121 of the cleaning robot 100, which allows a user of the cleaning robot 100 to make control inputs.
  • the cleaning robot 100 can comprise a bumper 105 on a side wall 123 (e.g. on a side wall 123 in the front area of the cleaning robot 100), wherein a shock sensor can be arranged on the bumper 105, which is designed to record sensor data that indicate whether or not the cleaning robot 100 has hit an obstacle in the direction of movement 120.
  • the triggering of the shock sensor (due to the deflection of the bumper 105) by an obstacle can, for example, cause the cleaning robot 100 to turn around its, rotates along the vertical or vertical axis, which is perpendicular to the ground, and thereby changes the direction of movement 120 in order to avoid the obstacle.
  • a cleaning robot 100 typically has one or more environmental sensors 110 (see Fig. 1c ) that are configured to capture environmental data (i.e. sensor data) relating to the environment of the cleaning robot 100.
  • the one or more environmental sensors 110 can include: one or more image cameras, one or more ultrasonic sensors, one or more tactile and/or optical distance sensors, one or more acoustic sensors, one or more temperature sensors, one or more lidar and/or radar sensors, etc.
  • a control unit 130 of the cleaning robot 100 can be configured to determine digital map information relating to the cleaning area to be cleaned on the basis of the environmental data and, if necessary, to store it on a storage unit 111 of the cleaning robot 100.
  • the cleaning robot 100 can use the digital map information to independently orient itself within the cleaning area (e.g. within a room) and/or to determine a driving route for cleaning the cleaning area.
  • Fig. 1c shows a Cartesian coordinate system with a longitudinal axis (ie with an x-axis), with a transverse axis (ie with a y-axis) and with a vertical axis (ie with a z-axis).
  • the direction of movement 120 of the cleaning device 100 typically corresponds to the longitudinal axis.
  • the axis of rotation of the brush roller 102 typically runs along the transverse axis.
  • the vertical axis is typically perpendicular to the surface to be cleaned.
  • Fig. 1d shows a sectional view of the cleaning device 100 within a plane spanned by the longitudinal axis and the vertical axis.
  • the cleaning device 100 shown in FIG. 1 has two wiper holders 150 on the underside 122, to each of which a wiper can be attached.
  • the individual wiper carriers 150 each have a circular and/or disc-shaped carrier element (in particular a carrier plate) 152, to which a circular wiper can be attached (e.g. using a Velcro connection).
  • a wiper carrier 150 can have an axis of rotation, which is arranged in particular in the center of the circular carrier element 152, and which typically runs along the vertical axis.
  • the support element 152 of the wiper support 150 can be rotated around the axis of rotation to cause the wiper attached to the support element 152 to be guided in a rotating movement over the surface to be cleaned and thereby wipe the surface.
  • the rotary movement of the carrier element 152 can be brought about by a drive 153 (with an electric motor) of the cleaning device 100.
  • the drive 153 can be coupled to a drive shaft 151, wherein the drive shaft 151 brings about the rotary movement of the carrier element 152 about the axis of rotation.
  • the carrier element 152 can optionally be fastened (detachably) to the drive shaft 151 via a coupling element 155.
  • the cleaning device 100 can hit obstacles and/or drive past obstacles during operation. In particular, it can happen that the rotating carrier element 152 of the wiping cloth carrier 150 hits an obstacle. This can lead to a change in the direction of movement 120 of the cleaning device 100, so that a partial area of the surface to be cleaned may not be cleaned.
  • the cleaning device 100 in particular the housing of the cleaning device 100, can have a certain basic shape, e.g. a round or D-shaped basic shape.
  • the one or more wiping cloth carriers 150 can protrude beyond the basic shape. This document describes different wiping cloth carriers 150 for a cleaning device 100, each of which is designed to avoid obstacles in order to enable robust navigation of the cleaning device 100 and thus to ensure reliable cleaning of the entire area of a surface to be cleaned.
  • Fig. 2a shows an exemplary wipe carrier 150 with a deformable carrier element 152.
  • the carrier element 152 has an outer ring 202 which is circular in the basic state of the carrier element 152.
  • the outer ring 202 is deformable.
  • the outer ring 202 is coupled via a plurality of spring elements 201 to a hub 251 for driving the carrier element 152.
  • the hub 251 can be coupled to the drive shaft 151.
  • the drive shaft 151 can be designed to drive the hub 251.
  • the individual spring elements 201 are each designed to push the outer ring 202 away from the hub 251 and thereby hold it in the basic state.
  • the individual spring elements 151 are designed to react to the action of an external Force on the outer ring 202 to be compressed against the spring force.
  • an obstacle can cause an external force on the outer ring 202, by which one or more spring elements 201 are compressed, whereby the outer ring 202 is deformed at the point of contact with the obstacle.
  • the carrier element 202 can thus have a flexible carrier structure with a deformable outer ring 202 (e.g. with a wire) which is connected to the driven hub 251 via spring elements 201.
  • a carrier material 203 can optionally be attached to the flexible carrier structure, to which a wiping cloth can in turn be detachably attached.
  • the carrier material 203 is designed to be deformable.
  • An exemplary carrier material 203 is silicone.
  • Fig. 2b shows a wiper carrier 150 having spiral spring elements 201, via which the outer ring 202 is connected to the driven hub 251.
  • an obstacle 210 acting on the outer ring 202 at a contact point deforms one or more spring elements 201 in the region of the contact point, which leads to a deformation of the carrier element 152.
  • the wiper carrier 150 is preferably designed such that the carrier element 152 is deformable within the cleaning plane, which is arranged perpendicular to the drive shaft 151 and/or perpendicular to the vertical axis, and that the carrier element 152 is essentially non-deformable perpendicular to the cleaning plane (i.e. along the vertical axis). This ensures that the wiper is pressed by the carrier element 152 against the surface to be cleaned, thereby ensuring a reliable cleaning effect.
  • a wiping cloth carrier 150 with an external deformable shape is thus described, wherein the wiping cloth carrier 150 is connected to the driven hub 251 via flexible spring elements 201.
  • the deformation of the external shape with a fixed position of the axis of rotation to the wiping cloth can cause the wiping cloth to avoid obstacles 210 by deformation in the radial direction.
  • the wiping cloth carrier 150 can have integrated spring elements 201. These allow the wiping cloth carrier 150 to flexibly avoid an obstacle 210, to elastically deform during contact with the obstacle 210 and then to regain its original basic shape.
  • Telescopic springs can be used as spring elements 201 (as shown in Fig. 2a shown).
  • the circular carrier element 152 which has a circular outer ring 202 made of a flexible material, e.g. spring steel, is connected to the static holder (i.e. the hub) 251 of the carrier element 152 via telescopic spring elements 201.
  • the wiping cloth can deform together with the carrier element 152 (in the radial direction) and thus avoid the obstacle 210.
  • the telescopic spring elements 201 are preferably designed such that they can absorb the tangential and/or radial forces occurring when it comes into contact with an obstacle 210.
  • the wipe carrier 150 comprises a fixed receptacle (ie hub) 251 in the center, a circular carrier element 152 which is delimited on the outside by a resilient ring 202, and spiral spring elements 201 which resiliently connect the receptacle 251 and the outer ring 202.
  • the entire carrier element 152 can deform (selectively in the radial direction) upon contact with an obstacle 210 and thus avoid the obstacle 210 (as shown by way of example in Fig. 2c Due to the structure, the carrier element 152 can return to its original basic shape after the obstacle 210 has been passed.
  • spiral or leaf springs By means of spiral or leaf springs, tangential and/or radial forces can be transmitted in a particularly reliable manner. so that a particularly robust wiper carrier 150 can be provided.
  • the support element 152 may have an integrated structure that is flexible in the radial direction (radial to the axis of rotation) and that is stiff in the axial direction, so that a uniform ground pressure can be achieved over the entire surface of the support element 152.
  • Fig. 3a shows a carrier element 152 with a honeycomb structure 301.
  • Fig. 3b shows a carrier element 152 with a wave structure 311.
  • Fig. 3c shows a cross section through the carrier element 152 from Fig. 3b .
  • the carrier element 152 can flexibly avoid an obstacle by the flexible structure 301, 311 elastically deforming during contact with an obstacle 210 and then returning to its original basic shape.
  • a honeycomb structure 301 in the carrier element 152 serves as a radially flexible and resilient element 201, while the honeycomb structure 301 simultaneously represents a structure that is rigid in the axial direction.
  • the carrier element 152 which may have a circular outer ring 202, is connected to the hub 251 of the wipe carrier 150 via the honeycomb structure 301.
  • the wipe and the carrier element 152 can deform and thus avoid the obstacle 210.
  • the wipe can return to its original shape after passing the obstacle 210.
  • a wave-like structure 311 formed in the carrier element 152 serves in an analogous manner as a flexible and resilient mechanism 201 which yields to the obstacle 210 when the wiping cloth and the carrier element 152 come into contact with the obstacle 210, whereby the waves condense in the area of contact with the obstacle 210 and thus the wave spring is tensioned, which leads to a return to the basic shape after the end of the contact with the obstacle 210.
  • the wipe carrier 150 described in this document can be be designed such that the axis of rotation of the carrier element 152 is displaceable relative to the drive shaft 151 (which is typically firmly coupled to the hub 251 of the carrier element 152).
  • An obstacle 210 acting on the edge of the carrier element 152 can then cause the axis of rotation of the carrier element 152 to be displaced (while the drive shaft 151 remains in the same place), so that the carrier element 152 avoids the obstacle 210.
  • This is exemplified in the Figures 4a and 4b shown.
  • Fig. 4a shows a carrier element 152 with a carrier plate 403, which may not be deformable (in the radial direction).
  • the carrier element 152 comprises spring elements 201, which each connect the (driven) hub 251 to the edge 402 of the carrier element 152, in particular the carrier plate 403.
  • the spring elements 201 are each designed as spiral springs or leaf springs. The end facing the hub 251 runs radially to the hub 251 (and is connected to the hub 251) and the end facing the edge 402 runs tangentially to the edge 402 (and is connected to the edge 402).
  • the hub 251 is not connected to the center of the carrier plate 403, the center typically corresponding to the rotation axis 451 of the carrier plate 403 or the carrier element 152. As in Fig. 4b As shown, this results in the carrier element 152, in particular the carrier plate 403, being displaced parallel to the surface to be cleaned by the action of an obstacle 210 on the edge 402 of the carrier element 152 and thus avoiding the obstacle 210. As a result, the rotation axis 451 is displaced relative to the drive shaft 151 driving the hub 251. The displacement is caused by the deformation of the spring elements 201.
  • a wiper carrier 150 can thus be provided with an outer fixed and/or rigid ring 402, which is connected to the receptacle 251 of the drive shaft (ie to the hub) via elastic elements 201.
  • the wiper arranged on the carrier element 152 can thus avoid obstacles 210 while maintaining the external shape in the horizontal plane, whereby, in contrast to the neutral or basic position, the rotation axis 451 of the wiper or of the carrier element 152 is no longer arranged collinearly and/or concentrically to the drive shaft 151.
  • the elastic elements 201 each have a restoring force to the neutral position, so that the axis of rotation 451 of the wiping cloth or the carrier element 152 and the drive shaft 151 are again concentric and/or collinear when there is no obstacle 210 in contact with the wiping cloth carrier 150.
  • a cloth carrier (i.e. a carrier element) 152 with integrated spring elements can be used as elastic elements 201. These allow the carrier 152 with the wiping cloth to flexibly avoid an obstacle 210 by shifting the rotation axis 451 of the wiping cloth or the carrier 152 radially to the drive shaft 151.
  • the base plate 403 of the carrier 152 is preferably designed to be rigid.
  • the restoring force of the spring elements 201 is preferably greater than the centrifugal force of the wiping cloth and the carrier base plate 403 caused by the imbalance during the deflection.
  • spring elements 201 can be used.
  • leaf springs are used as spring elements 201.
  • the wipe carrier 150 preferably has spiral-shaped and/or curved spring elements 201 (e.g. at least three spring elements 201) which couple the carrier 152, in particular the carrier plate 403, to the drive shaft 151.
  • spiral-shaped and/or curved spring elements 201 e.g. at least three spring elements 201 which couple the carrier 152, in particular the carrier plate 403, to the drive shaft 151.
  • the spring elements 201 After passing the obstacle 210, the spring elements 201 cause the wipe to reset so that its axis of rotation 451 and the drive shaft 151 are again concentric and/or collinear.
  • the spring elements 201 also transmit the torque required to rotate the wiping cloth from the drive shaft 151 (via the hub 251) to the carrier base plate 403.
  • a wiper carrier 150 By means of a flexible and flexible design of a wiper carrier 150 and/or by shifting the rotation axis 451 of the carrier element 152, negative influences on the navigation of a cleaning device 100 can be avoided or at least reduced. Furthermore, the size (in particular the diameter) of the rotating wiping cloth can be increased, even significantly beyond the basic shape of the housing of the cleaning device 100, so that the overall wiping width can be increased. In particular, a wiping cloth can be used that extends beyond the edge of the cleaning device 100. This improves the cleaning of corners and edges.
  • the coverage of the area between two directly adjacent, rotating wipes can be improved.
  • the flexible wipes and/or the radially movable wipes can touch each other in the middle, which can prevent a residual dirt strip between the rotating wipes.
  • two directly adjacent wipe carriers 150 can be arranged so close to each other that the carrier elements 152 of the two wipe carriers 150 always touch and may deform at the point of contact. Any basic shape of the carrier elements 152 can be used.
  • circular carrier elements 152 can be used, so that (unlike when using polygonal wipes) no synchronization of the drives 153 of the two wipe carriers 150 is required.

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  • Nozzles For Electric Vacuum Cleaners (AREA)

Abstract

Es wird eine Reinigungsvorrichtung (100) beschrieben, die ausgebildet ist, über eine zu reinigende Fläche bewegt zu werden. Die Reinigungsvorrichtung (100) umfasst zumindest einen Wischtuchträger (150) mit einem Trägerelement (152), das ausgebildet ist, an einer Oberfläche des Trägerelements (152), die im Betrieb der Reinigungsvorrichtung (100) der zu reinigenden Fläche zugewandt ist, ein Wischtuch aufzunehmen. Die Reinigungsvorrichtung (100) umfasst ferner zumindest einen Antrieb (153), der ausgebildet ist, das Trägerelement (152) über eine Antriebswelle (151) anzutreiben, um zu bewirken, dass das Trägerelement (152) um eine Rotationsachse (451) gedreht wird, sodass im Betrieb der Reinigungsvorrichtung (100) die Oberfläche des Trägerelements (152) mit dem daran angeordneten Wischtuch um die Rotationsachse (451) rotierend über die zu reinigende Fläche bewegt wird. Die Rotationsachse (451) ist in radialer Richtung zu der Rotationsachse (451) gegenüber der Antriebswelle (151) verschiebbar.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Reinigungsvorrichtung, insbesondere einen Reinigungsroboter, mit zumindest einem Wischtuchträger.
  • Eine Reinigungsvorrichtung, insbesondere ein Reinigungsroboter, kann eine Saugdüse mit einem Saugmund aufweisen, über den mittels eines Luftstroms Verunreinigungen bzw. Schmutz, insbesondere Schmutzpartikel, von einer zu reinigenden Oberfläche, aufgesaugt werden. Alternativ oder ergänzend kann die Reinigungsvorrichtung ein oder mehrere Wischtücher aufweisen, die jeweils an einem Wischtuchträger befestigt sind. Die einzelnen Wischtuchträger können jeweils zu einer Drehbewegung um die Rotationsachse des jeweiligen Wischtuchträgers angetrieben werden, sodass die ein oder mehreren Wischtücher rotierend über die zu reinigende Oberfläche geführt werden, und dadurch eine Nassreinigungsfunktion der Reinigungsvorrichtung bereitstellen.
  • Während des Betriebs können auf dem Bewegungspfad der Reinigungsvorrichtung Hindernisse angeordnet sein, durch die die Nassreinigungsfunktion der Reinigungsvorrichtung beeinträchtigt werden kann.
  • Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, eine besonders zuverlässige und gründliche Nassreinigungsfunktion einer Reinigungsvorrichtung bereitzustellen.
  • Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind insbesondere in den abhängigen Patentansprüchen definiert, in nachfolgender Beschreibung beschrieben oder in der beigefügten Zeichnung dargestellt.
  • Gemäß einem Aspekt wird eine Reinigungsvorrichtung beschrieben, die ausgebildet ist, über eine zu reinigende Fläche (z. B. über einen Boden) bewegt zu werden. Die in diesem Dokument beschriebenen Maßnahmen sind jeweils einzeln oder in Kombination auf diese Reinigungsvorrichtung anwendbar. Die Reinigungsvorrichtung kann ein Reinigungsroboter, insbesondere ein Saug- und Wischroboter, sein. Die Reinigungsvorrichtung kann ausgebildet sein, sich in autonomer Weise über die zu reinigende Fläche zu bewegen. Zu diesem Zweck kann die Reinigungsvorrichtung ein oder mehrere Traktionsmotoren aufweisen, die ausgebildet sind, ein oder mehrere Antriebsräder der Reinigungsvorrichtung anzutreiben. Dabei kann die Reinigungsvorrichtung (durch die ein oder mehreren Traktionsmotoren) mit einer Antriebskraft, die einen bestimmten Kraftwert aufweist, über die zu reinigende Fläche bewegt werden.
  • Die Reinigungsvorrichtung umfasst zumindest einen Wischtuchträger mit einem (ggf. plattenförmigen) Trägerelement, das ausgebildet ist, an der Oberfläche des Trägerelements, die im Betrieb der Reinigungsvorrichtung der zu reinigenden Fläche zugewandt ist, ein Wischtuch (in diesem Dokument auch als ein Wischpad bezeichnet) aufzunehmen. Beispielsweise kann das Wischtuch anhand einer Klettverbindung lösbar an der Oberfläche des Trägerelements befestigt werden bzw. befestigt sein. Das Trägerelement und/oder das Wischtuch können jeweils eine Oberfläche mit einer Grundform, insbesondere mit einer kreisrunden Grundform, aufweisen. Ferner kann das Trägerelement, insbesondere die Oberfläche des Trägerelements, in radialer Richtung (der Rotationsachse des Trägerelements) durch einen Rand, insbesondere durch einen kreisrunden Rand, begrenzt sein.
  • Die Reinigungsvorrichtung umfasst zumindest einen Antrieb (z. B. mit einem Elektromotor), der ausgebildet ist, das Trägerelement (z. B. indirekt über eine Antriebswelle) um eine Rotationsachse zu drehen, sodass im Betrieb der Reinigungsvorrichtung die Oberfläche des Trägerelements mit dem daran angeordneten Wischtuch (um die Rotationsachse) rotierend über die zu reinigende Fläche bewegt wird. Die Antriebswelle und/oder die Rotationsachse können im Betrieb der Reinigungsvorrichtung jeweils im Wesentlichen senkrecht zu der zu reinigenden Fläche angeordnet sein und/oder parallel zu der Hochachse der Reinigungsvorrichtung angeordnet sein.
  • Das Trägerelement kann in radialer Richtung zu der Rotationsachse elastisch verformbar sein. Dabei kann das Trägerelement ausgebildet sein, das Wischtuch derart an der Oberfläche des Trägerelements aufzunehmen, dass das Wischtuch zusammen mit dem Trägerelement in radialer Richtung verformt wird.
  • Während des Betriebs der Reinigungsvorrichtung kann das Trägerelement, insbesondere der Rand des rotierenden Trägerelements, mit einem Hindernis kollidieren. Dies kann dazu führen, dass eine von der Antriebskraft der Reinigungsvorrichtung abhängige Kraft (mit dem bestimmten Kraftwert) auf den Rand des Trägerelements einwirkt. Das Trägerelement ist bevorzugt derart ausgebildet, dass das Trägerelement durch Einwirken einer von außen auf das Trägerelement in radialer Richtung wirkenden Kraft, die den bestimmten Kraftwert (der von der Antriebskraft der Reinigungsvorrichtung abhängig ist) aufweist oder die von dem bestimmten Kraftwert abhängt, verformt wird, insbesondere um 5 % oder mehr bzw. um 10 % oder mehr des Durchmessers des Trägerelements verformt wird.
  • Das Trägerelement kann insbesondere ausgebildet sein, durch Einwirken einer in radialer Richtung von außerhalb des Trägerelements auf den Rand wirkenden Kraft (mit dem bestimmten Kraftwert) ausgehend von der Grundform elastisch in radialer Richtung verformt zu werden (z. B. um 5 % oder mehr oder um 10 % oder mehr des Durchmessers des Trägerelements).
  • Die elastische Verformbarkeit des Trägerelements kann durch Verwendung eines Materials mit einem Elastizitätsmodul von bevorzugt 1 GPa oder weniger realisiert werden. Alternativ oder ergänzend kann die elastische Verformbarkeit des Trägerelements durch ein oder mehrere, die elastische Verformbarkeit unterstützende, geometrische Strukturen oder Hohlräume im Material, wie beispielsweise eine Wabenstruktur, bewirkt werden.
  • Es wird somit eine Reinigungsvorrichtung beschrieben, die einen Wischtuchträger mit einem Trägerelement aufweist, das in radialer Richtung (d. h. parallel zu der zu reinigenden Fläche) verformbar ist (und in Reaktion auf eine Kollision mit einem Hindernis verformt wird). Dadurch kann auch bei Vorliegen von Hindernissen eine zuverlässige Nassreinigung bewirkt werden.
  • Das Trägerelement ist in axialer Richtung zu der Rotationsachse bevorzugt nicht oder zumindest nur unwesentlich verformbar. Die für eine elastische Verformung des Trägerelements in axialer Richtung benötigte Kraft ist bei gleicher Auslenkung bevorzugt um den Faktor 10 oder mehr, insbesondere um den Faktor 100 oder mehr, größer als die benötigte Kraft für eine elastische Verformung in radialer Richtung. Alternativ oder ergänzend ist bevorzugt die Steifigkeit des Trägerelements in axialer Richtung um den Faktor 10 oder mehr, insbesondere um den Faktor 100 oder mehr, größer als die Steifigkeit in radialer Richtung. Durch die Bereitstellung eines Trägerelements, das in axialer Richtung im Wesentlichen nicht verformbar ist, kann eine besonders zuverlässige Wischwirkung über die gesamte Oberfläche des am Trägerelement befestigten Wischtuchs bewirkt werden.
  • Das Trägerelement kann an dem äußeren Rand einen elastisch verformbaren Ring, insbesondere einen Drahtring, z. B. aus Federstahl, aufweisen. Des Weiteren kann der Wischtuchträger eine Nabe aufweisen, die durch den Antrieb, insbesondere durch die Antriebswelle, angetrieben wird. Die Rotationsachse der Nabe und die Antriebswelle können kollinear sein.
  • Der Wischtuchträger, insbesondere das Trägerelement, kann mehrere Federelemente umfassen, die jeweils die Nabe mit dem (elastisch verformbaren) Ring verbinden, und die jeweils ausgebildet sind, eine in radialer Richtung von der Nabe weg wirkende Kraft auf den Ring auszuüben, um das Trägerelement in der Grundform zu halten und/oder um das Trägerelement zurück in die Grundform zu überführen. Die Federelemente können in Umfangsrichtung des Trägerelements verteilt, insbesondere gleichmäßig verteilt, um die Nabe herum angeordnet sein. Der Wischtuchträger, insbesondere das Trägerelement, kann z. B. drei oder mehr, vier oder mehr, insbesondere sechs oder mehr, Federelemente umfassen.
  • Die Federelemente können zumindest ein Teleskop-Federelement umfassen, das in radialer Richtung zwischen der Nabe und dem Ring angeordnet ist. Insbesondere können die einzelnen Federelemente jeweils als Teleskop-Federelemente ausgebildet sein.
  • Alternativ oder ergänzend können die Federelemente zumindest ein als Spiralfeder oder Blattfeder ausgebildetes Federelement umfassen, die an dem der Nabe zugewandten ersten Ende radial zu der Nabe angeordnet ist, und die an dem dem Ring zugewandten zweiten Ende tangential zu dem Ring angeordnet ist. Insbesondere können die einzelnen Federelemente jeweils als Spiralfeder oder Blattfeder ausgebildet sein.
  • Durch die Verwendung eines verformbaren Rings, der über Federelemente mit der Nabe des Wischtuchträgers verbunden ist, kann in besonders effizienter und robuster Weise ein verformbares Trägerelement bereitgestellt werden.
  • Das Trägerelement kann eine flexible Struktur aufweisen, durch die die Oberfläche des Trägerelements gebildet wird. Die flexible Struktur kann in radialer Richtung elastisch verformbar sein. Andererseits ist die flexible Struktur bevorzugt im Wesentlichen nicht in axialer Richtung verformbar.
  • Die flexible Struktur kann eine Vielzahl von Waben aufweisen, die in radialer Richtung nebeneinander angeordnet ist. Die flexible Struktur kann somit eine Wabenstruktur sein. Alternativ oder ergänzend kann die flexible Struktur eine Vielzahl von Wellen aufweisen, wobei sich die Wellen jeweils ringförmig von der Nabe (des Wischtuchträgers) bis zu dem Rand des Trägerelements ausbreiten können.
  • Durch die Bereitstellung einer flexiblen Struktur, durch die die Oberfläche des Trägerelements gebildet wird, kann in besonders robuster Weise ein Wischtuchträger bereitgestellt werden, der selektiv in radialer Richtung (und nicht in axialer Richtung) verformbar ist.
  • Die Reinigungsvorrichtung weist ggf. zumindest oder genau zwei direkt benachbarte Wischtuchträger auf. Die Rotationsachsen der Trägerelemente der zwei Wischtuchträger sind typischerweise im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet. Ferner können die Rotationsachsen der Trägerelemente der zwei Wischtuchträger in radialer Richtung derart nah zueinander angeordnet sein, dass sich die Trägerelemente an einem Berührpunkt berühren und an dem Berührpunkt gegenseitig elastisch verformen. So kann in effizienter Weise ein Spalt zwischen den beiden Wischtuchträgern vermieden werden, wodurch die Güte der Nassreinigungsfunktion der Reinigungsvorrichtung weiter verbessert wird.
  • Wie bereits weiter oben dargelegt, kann der Antrieb ausgebildet sein, das Trägerelement über eine Antriebswelle anzutreiben, um zu bewirken, dass das Trägerelement um die Rotationsachse gedreht wird, sodass im Betrieb der Reinigungsvorrichtung die Oberfläche des Trägerelements mit dem daran angeordneten Wischtuch um die Rotationsachse rotierend über die zu reinigende Fläche bewegt wird. Die Rotationsachse kann in radialer Richtung (zu der Rotationsachse) gegenüber der Antriebswelle verschiebbar sein. Zu diesem Zweck können der Wischtuchträger und/oder die Reinigungsvorrichtung wie in diesem Dokument beschrieben ausgebildet sein.
  • Es kann somit eine örtliche Verschiebung zwischen der Rotationsachse des Trägerelements und der Antriebswelle bewirkt werden (z. B. in Reaktion auf eine Kollision mit einem Hindernis). So kann der Wischtuchträger befähigt werden, Hindernissen flexibel auszuweichen ohne die Bewegung der Reinigungsvorrichtung zu beeinträchtigen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Reinigungsvorrichtung beschrieben, die ausgebildet ist, über eine zu reinigende Fläche bewegt zu werden. Die in diesem Dokument beschriebenen Maßnahmen sind jeweils einzeln oder in Kombination auch auf diese Reinigungsvorrichtung anwendbar. Die Reinigungsvorrichtung kann ein Reinigungsroboter, insbesondere ein Saug- und Wischroboter, sein. Die Reinigungsvorrichtung kann ausgebildet sein, sich in autonomer Weise über die zu reinigende Fläche zu bewegen. Zu diesem Zweck kann die Reinigungsvorrichtung ein oder mehrere Traktionsmotoren aufweisen, die ausgebildet sind, ein oder mehrere Antriebsräder der Reinigungsvorrichtung anzutreiben. Dabei kann die Reinigungsvorrichtung (durch die ein oder mehreren Traktionsmotoren) mit einer Antriebskraft, die einen bestimmten Kraftwert aufweist, über die zu reinigende Fläche bewegt werden.
  • Die Reinigungsvorrichtung umfasst zumindest einen Wischtuchträger mit einem (ggf. plattenförmigen) Trägerelement, das ausgebildet ist, an der Oberfläche des Trägerelements, die im Betrieb der Reinigungsvorrichtung der zu reinigenden Fläche zugewandt ist, ein Wischtuch (in diesem Dokument auch als ein Wischpad bezeichnet) aufzunehmen. Beispielsweise kann das Wischtuch anhand einer Klettverbindung lösbar an der Oberfläche des Trägerelements befestigt werden bzw. befestigt sein. Das Trägerelement und/oder das Wischtuch können jeweils eine Oberfläche mit einer Grundform, insbesondere mit einer kreisrunden Grundform, aufweisen. Ferner kann das Trägerelement, insbesondere die Oberfläche des Trägerelements, in radialer Richtung (der Rotationsachse des Trägerelements) durch einen Rand, insbesondere durch einen kreisrunden Rand, begrenzt sein.
  • Die Reinigungsvorrichtung umfasst zumindest einen Antrieb, der ausgebildet ist, das Trägerelement über eine Antriebswelle anzutreiben, um zu bewirken, dass das Trägerelement um seine Rotationsachse gedreht wird, sodass im Betrieb der Reinigungsvorrichtung die Oberfläche des Trägerelements mit dem daran angeordneten Wischtuch um die Rotationsachse rotierend über die zu reinigende Fläche bewegt wird. Die Antriebswelle und/oder die Rotationsachse können im Betrieb der Reinigungsvorrichtung jeweils im Wesentlichen senkrecht zu der zu reinigenden Fläche angeordnet sein und/oder parallel zu der Hochachse der Reinigungsvorrichtung angeordnet sein.
  • Die Rotationsachse kann in radialer Richtung (zu der Rotationsachse) gegenüber der Antriebswelle verschiebbar sein. Insbesondere kann die Rotationsachse durch Einwirken einer äußeren Kraft in radialer Richtung auf den äußeren Rand des Trägerelements in radialer Richtung gegenüber der Antriebswelle verschiebbar sein. Andererseits kann die Antriebswelle örtlich (in Bezug auf die Reinigungsvorrichtung und/oder an der Reinigungsvorrichtung) fixiert sein und/oder nicht in radialer Richtung verschiebbar sein, sodass ein effizienter Antrieb für den Wischtuchträger der Reinigungsvorrichtung bereitgestellt werden kann.
  • Die Reinigungsvorrichtung kann derart ausgebildet sein, dass die Antriebswelle und die Rotationsdachse in einer Neutralstellung (wenn keine äußere Kraft auf das Trägerelement einwirkt) kollinear sind. Ferner kann die Reinigungsvorrichtung derart ausgebildet sein, dass die Rotationsachse des Trägerelements durch Einwirken einer von außen auf das Trägerelement in radialer Richtung wirkenden Kraft in radialer Richtung aus der Neuralstellung heraus verschiebbar ist. Dabei kann die Verschiebung auf eine Verschiebung bis zu einem maximal möglichen Abstand zwischen der Antriebswelle und der Rotationsachse begrenzt sein. Der maximal mögliche Abstand kann z. B. zwischen 5 % und 20 % des Durchmessers des Trägerelements liegen.
  • Die Reinigungsvorrichtung kann insbesondere derart ausgebildet sein, dass die Rotationsachse durch Einwirken einer von außen auf das Trägerelement in radialer Richtung wirkenden Kraft, die den bestimmten Kraftwert (die von der Antriebskraft des Traktionsmotors der Reinigungsvorrichtung abhängig ist) aufweist, in radialer Richtung gegenüber der Antriebswelle verschoben wird, insbesondere derart, dass die Rotationsachse und die Antriebswelle den maximal möglichen Abstand zueinander aufweisen.
  • Es wird somit eine Reinigungsvorrichtung beschrieben, die einen Wischtuchträger mit einem Trägerelement aufweist, dessen Rotationsachse in radialer Richtung (d. h. parallel zu der zu reinigenden Fläche) verschiebbar ist (z. B. in Reaktion auf das Einwirken eines Hindernisses auf das Trägerelement). So kann auch bei Vorliegen von Hindernissen eine zuverlässige Nassreinigung bewirkt werden.
  • Wie bereits weiter oben dargelegt, kann die Antriebswelle des Antriebs ausgebildet sein, die Nabe des Wischtuchträgers anzutreiben. Die Nabe kann über mehrere, insbesondere über drei oder mehr, Federelemente mit dem Rand des Trägerelements gekoppelt sein. Dabei kann jeweils das erste Ende eines Federelements mit der Nabe und das zweite Ende des jeweiligen Federelements mit dem Rand des Trägerelements verbunden sein. Bevorzugt ist die Nabe nur über die Federelemente, insbesondere nur über die zweiten Enden der Federelemente am Rand des Trägerelements, mit dem Trägerelement mechanisch verbunden. Die Federelemente können in Umfangsrichtung des Trägerelements verteilt, insbesondere gleichmäßig verteilt, um die Nabe herum angeordnet sein.
  • Die Federelemente können zumindest ein Teleskop-Federelement umfassen, das in radialer Richtung zwischen der Nabe und dem Rand angeordnet ist. Insbesondere können die einzelnen Federelemente jeweils als Teleskop-Federelemente ausgebildet sein.
  • Alternativ oder ergänzend können die Federelemente zumindest ein als Spiralfeder oder Blattfeder ausgebildetes Federelement umfassen, die an dem der Nabe zugewandten ersten Ende radial zu der Nabe angeordnet ist, und die an dem dem Rand zugewandten zweiten Ende tangential zu dem Rand angeordnet ist. Insbesondere können die einzelnen Federelemente jeweils als Spiralfeder oder Blattfeder ausgebildet sein.
  • Durch die Verwendung von Federelementen zwischen der angetriebenen Nabe und dem (ggf. festen und/oder nicht-verformbaren) Rand des Trägerelements kann eine besonders zuverlässige und effiziente Verschiebbarkeit zwischen der Antriebswelle und der Rotationsachse bewirkt werden (in Reaktion auf eine Kollision mit einem Hindernis).
  • Wie bereits weiter oben dargelegt, kann der Wischtuchträger derart ausgebildet sein, dass die Antriebswelle und die Rotationsachse in radialer Richtung höchstens den maximal möglichen Abstand zueinander aufweisen können. Die Federelemente können, insbesondere zusammen, eine Rückstellkraft zu der Neutralstellung des Trägerelements aufweisen, die größer als die auf das Trägerelement mit dem daran angeordneten Wischtuch wirkende Zentrifugalkraft ist, wenn die Antriebswelle und die Rotationsachse den maximal möglichen Abstand zueinander aufweisen. Durch eine derartige Auslegung der Federelemente kann eine besonders robuste Verschiebbarkeit zwischen der Antriebswelle und der Rotationsachse bewirkt werden.
  • Das Trägerelement kann eine starre, nicht-verformbare, Trägerplatte umfassen (bzw. als solche ausgebildet sein), die die Rotationsachse als Mittelpunkt aufweist, durch die die, der zu reinigenden Fläche zugewandte, Oberfläche des Trägerelements gebildet wird, und die ausgebildet ist, das Wischtuch aufzunehmen. So kann eine besonders robuste Verschiebbarkeit zwischen der Antriebswelle und der Rotationsachse bewirkt werden.
  • Alternativ kann das Trägerelement in radialer Richtung zu der Rotationsachse elastisch verformbar sein. Zu diesem Zweck können der Wischtuchträger und/oder das Trägerelement wie in diesem Dokument beschrieben ausgebildet sein. Durch die Verwendung eines verformbaren Trägerelements kann der Wischtuchträger befähigt werden, sich bei Kontakt zu Hindernissen elastisch zu verformen ohne die Bewegung der Reinigungsvorrichtung zu beeinträchtigen.
  • Die Reinigungsvorrichtung weist ggf. zumindest oder genau zwei direkt benachbarte Wischtuchträger auf. Die Rotationsachsen der Trägerelemente der zwei Wischtuchträger sind typischerweise im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet. Ferner können die Rotationsachsen der Trägerelemente der zwei Wischtuchträger in radialer Richtung derart nah zueinander angeordnet sein, dass sich die Trägerelemente an einem Berührpunkt berühren, und dass die Rotationsachse des Trägerelements von zumindest einem Wischtuchträger in radialer Richtung gegenüber der Antriebswelle für diesen Wischtuchträger verschoben ist. So kann in effizienter Weise ein Spalt zwischen den beiden Wischtuchträgern vermieden werden, wodurch die Güte der Nassreinigungsfunktion der Reinigungsvorrichtung weiter verbessert wird.
  • Es ist zu beachten, dass jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Reinigungsvorrichtungen in vielfältiger und/oder beliebiger Weise miteinander kombiniert werden können. Insbesondere können die Merkmale der Patentansprüche in vielfältiger und/oder beliebiger Weise miteinander kombiniert werden.
  • Im Weiteren wird die Erfindung anhand von in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen:
    • Figuren 1a und 1b einen beispielhaften Reinigungsroboter als Beispiel für eine Reinigungsvorrichtung in unterschiedlichen perspektivischen Ansichten;
    • Figur 1c beispielhafte Komponenten einer Reinigungsvorrichtung;
    • Figur 1d eine beispielhafte Schnittansicht durch einen Reinigungsroboter;
    • Figur 1e ein beispielhafter Antrieb eines Wischtuchträgers;
    • Figuren 2a und 2b beispielhafte flexible Wischtuchträger;
    • Figur 2c eine beispielhafte Verformung des Wischtuchträgers aufgrund eines Hindernisses;
    • Figur 3a einen Wischtuchträger mit einer flexiblen Wabenstruktur;
    • Figur 3b einen Wischtuchträger mit einer flexiblen Wellenstruktur;
    • Figur 3c einen Querschnitt durch die Wellenstruktur des Wischtuchträgers aus Fig. 3b; und
    • Figuren 4a und 4b einen Wischtuchträger mit einer exzentrisch auslenkbaren Rotationsachse.
  • Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument damit, auch bei Vorliegen von Hindernissen, eine zuverlässige und qualitativ hochwertige Nassreinigungsfunktion einer Reinigungsvorrichtung bereitzustellen. In diesem Zusammenhang zeigen Fig. 1a die Oberseite 121 und Fig. 1b die Unterseite 122 eines Reinigungsroboters 100, insbesondere eines Saug- und Wischroboters, als Beispiel für eine Reinigungsvorrichtung. Die spezifisch für einen Reinigungsroboter beschriebenen Aspekte gelten allgemein für eine Reinigungsvorrichtung.
  • Die Unterseite 122 ist im Saugbetrieb des Reinigungsroboters 100 dem zu reinigenden Boden bzw. der zu reinigenden Fläche eines Reinigungsbereichs, etwa eines Raumes, zugewandt. Die Unterseite 122 des Reinigungsroboters 100 weist typischerweise ein oder mehrere Antriebseinheiten 101 (mit ein oder mehreren Antriebsrädern) auf, durch die der Reinigungsroboter 100 sich selbständig bewegen kann, um unterschiedliche Bereiche eines Bodens zu reinigen. Des Weiteren kann der Reinigungsroboter 100 ein oder mehrere Führungs- und/oder Stützelemente 104 (z. B. nicht angetriebene Räder) aufweisen, die eine stabile Bewegung des Reinigungsroboters 100 über den zu reinigenden Boden ermöglichen. Außerdem umfasst ein Reinigungsroboter 100 typischerweise ein oder mehrere Saugeinheiten 106 (insbesondere Saugdüsen), die eingerichtet sind, den Boden unter dem Reinigungsroboter 100 zu reinigen.
  • Eine Saugeinheit 106 (insbesondere eine Saugdüse) kann eine Bürstenwalze 102 aufweisen, die ausgebildet ist, sich um eine Rotationsachse zu drehen, wobei die Rotationsachse typischerweise parallel zu der Unterseite 122 des Reinigungsroboters 100 angeordnet ist. Die Bürstenwalze 102 kann dazu verwendet werden, Staub und/oder Verunreinigungen auf dem zu reinigenden Boden mechanisch von dem Boden zu lösen, sodass der Staub und/oder die Verunreinigungen mit erhöhter Zuverlässigkeit in den Saugmund 107 der Saugeinheit 106 gesogen werden können.
  • An der Oberseite 121 des Reinigungsroboters 100 kann eine Benutzerschnittstelle angeordnet sein, die es einem Nutzer des Reinigungsroboters 100 ermöglicht, Steuereingaben zu tätigen. Außerdem kann der Reinigungsroboter 100 an einer Seitenwand 123 (z. B. an einer Seitenwand 123 im Frontbereich des Reinigungsroboters 100) einen Stoßfänger 105 umfassen, wobei an dem Stoßfänger 105 ein Stoßsensor angeordnet sein kann, der eingerichtet ist, Sensordaten zu erfassen, die anzeigen, ob der Reinigungsroboter 100 in Bewegungsrichtung 120 gegen ein Hindernis gestoßen ist oder nicht. Das Auslösen des Stoßsensors (aufgrund der Auslenkung des Stoßfängers 105) durch ein Hindernis kann z. B. bewirken, dass sich der Reinigungsroboter 100 um seine, senkrecht auf dem Boden stehende, Vertikal- bzw. Hochachse dreht, und dadurch die Bewegungsrichtung 120 ändert, um dem Hindernis auszuweichen.
  • Des Weiteren weist ein Reinigungsroboter 100 typischerweise ein oder mehrere Umfeldsensoren 110 auf (siehe Fig. 1c), die eingerichtet sind, Umfelddaten (d. h. Sensordaten) in Bezug auf das Umfeld des Reinigungsroboters 100 zu erfassen. Die ein oder mehreren Umfeldsensoren 110 können umfassen: eine oder mehrere Bildkameras, ein oder mehrere Ultraschallsensoren, ein oder mehrere taktile und/oder optische Abstandssensoren, ein oder mehrere akustische Sensoren, ein oder mehrere Temperatursensoren, ein oder mehrere Lidar- und/oder Radarsensoren, etc. Eine Steuereinheit 130 des Reinigungsroboters 100 kann eingerichtet sein, auf Basis der Umfelddaten digitale Karteninformation in Bezug auf den zu reinigenden Reinigungsbereich zu ermitteln und ggf. auf einer Speichereinheit 111 des Reinigungsroboters 100 zu speichern. Der Reinigungsroboter 100 kann die digitale Karteninformation nutzen, um sich innerhalb des Reinigungsbereichs (z. B. innerhalb eines Raums) selbstständig zu orientieren und/oder um eine Fahrroute zur Reinigung des Reinigungsbereichs festzulegen.
  • Fig. 1c zeigt ein kartesisches Koordinatensystem mit einer Längsachse (d. h. mit einer x-Achse), mit einer Querachse (d. h. mit einer y-Achse) und mit einer Hochachse (d. h. mit einer z-Achse). Die Bewegungsrichtung 120 der Reinigungsvorrichtung 100 entspricht typischerweise der Längsachse. Die Rotationsachse der Bürstenwalze 102 verläuft typischerweise entlang der Querachse. Die Hochachse steht typischerweise senkrecht auf der zu reinigenden Fläche. Fig. 1d zeigt eine Schnittansicht der Reinigungsvorrichtung 100 innerhalb einer durch die Längsachse und die Hochachse aufgespannten Ebene.
  • Die in Fig. 1b dargestellte Reinigungsvorrichtung 100 weist an der Unterseite 122 zwei Wischtuchträger 150 auf, an denen jeweils ein Wischtuch befestigt werden kann. In dem in Fig. 1b dargestellten Beispiel weisen die einzelnen Wischtuchträger 150 jeweils ein kreis- und/oder scheibenförmiges Trägerelement (insbesondere eine Trägerplatte) 152 auf, an dem jeweils ein kreisförmiges Wischtuch befestigt werden kann (z. B. mithilfe einer Klettverbindung). Ein Wischtuchträger 150 kann eine Rotationsachse aufweisen, die insbesondere im Mittelpunkt des kreisförmigen Trägerelements 152 angeordnet ist, und die typischerweise entlang der Hochachse verläuft. Durch Bewirken einer Drehbewegung des Trägerelements 152 des Wischtuchträgers 150 um die Rotationsachse kann bewirkt werden, dass das an dem Trägerelement 152 befestigte Wischtuch in einer rotierenden Bewegung über die zu reinigende Fläche geführt wird und dabei die Fläche wischt. Wie in den Figuren 1d und 1e dargestellt, kann die Drehbewegung des Trägerelements 152 durch einen Antrieb 153 (mit einem Elektromotor) der Reinigungsvorrichtung 100 bewirkt werden. Der Antrieb 153 kann mit einer Antriebswelle 151 gekoppelt sein, wobei die Antriebswelle 151 die Drehbewegung des Trägerelements 152 um die Rotationsachse bewirkt. Das Trägerelement 152 kann ggf. über ein Koppelelement 155 (lösbar) an der Antriebswelle 151 befestigt sein.
  • Wie eingangs dargelegt, kann die Reinigungsvorrichtung 100 während des Betriebs gegen Hindernisse stoßen und/oder an Hindernissen vorbeifahren. Insbesondere kann es vorkommen, dass das sich drehende Trägerelement 152 des Wischtuchträgers 150 gegen ein Hindernis stößt. Dies kann zu einer Änderung der Bewegungsrichtung 120 der Reinigungsvorrichtung 100 führen, sodass ggf. ein Teilbereich der zu reinigenden Fläche nicht gereinigt wird. Die Reinigungsvorrichtung 100, insbesondere das Gehäuse der Reinigungsvorrichtung 100, kann eine bestimmte Grundform, z. B. eine runde oder D-förmige Grundform, aufweisen. Die ein oder mehreren Wischtuchträger 150 können über die Grundform hinausstehen. In diesem Dokument werden unterschiedliche Wischtuchträger 150 für eine Reinigungsvorrichtung 100 beschrieben, die jeweils ausgebildet sind, Hindernissen auszuweichen, um eine robuste Navigation der Reinigungsvorrichtung 100 zu ermöglichen, und um so eine zuverlässige Reinigung des gesamten Bereichs einer zu reinigenden Fläche zu bewirken.
  • Fig. 2a zeigt einen beispielhaften Wischtuchträger 150 mit einem verformbaren Trägerelement 152. Das Trägerelement 152 weist einen äußeren Ring 202 auf, der in dem Grundzustand des Trägerelements 152 kreisförmig ist. Der äußere Ring 202 ist verformbar. In dem in Fig. 2a dargestellten Beispiel ist der äußere Ring 202 über mehrere Federelemente 201 mit einer Nabe 251 zum Antrieb des Trägerelements 152 gekoppelt. Die Nabe 251 kann mit der Antriebswelle 151 gekoppelt sein. Insbesondere kann die Antriebswelle 151 ausgebildet sein, die Nabe 251 anzutreiben. Die einzelnen Federelemente 201 sind jeweils ausgebildet, den äußeren Ring 202 von der Nabe 251 wegzudrücken und dadurch in dem Grundzustand zu halten. Des Weiteren sind die einzelnen Federelemente 151 ausgebildet, in Reaktion auf das Einwirken einer äußeren Kraft auf den äußeren Ring 202 gegen die Federkraft gestaucht zu werden. Beispielweise kann durch ein Hindernis eine äußere Kraft auf den äußeren Ring 202 bewirkt werden, durch die ein oder mehrere Federelemente 201 gestaucht werden, wodurch der äußere Ring 202 an der Kontaktstelle mit dem Hindernis verformt wird.
  • Das Trägerelement 202 kann somit eine flexible Trägerstruktur mit einem verformbaren äußeren Ring 202 (z. B. mit einem Draht) aufweisen, der über Federelemente 201 mit der angetriebenen Nabe 251 verbunden ist. An der flexiblen Trägerstruktur kann ggf. ein Trägermaterial 203 befestigt sein, an dem wiederum ein Wischtuch lösbar befestigt werden kann. Das Trägermaterial 203 ist dabei verformbar ausgebildet. Ein beispielhaftes Trägermaterial 203 ist Silikon.
  • Fig. 2b zeigt einen Wischtuchträger 150, der spiralförmige Federelemente 201 aufweist, über die der äußere Ring 202 mit der angetriebenen Nabe 251 verbunden ist. Wie in Fig. 2c veranschaulicht, werden durch ein Hindernis 210, das an einer Kontaktstelle auf den äußeren Ring 202 einwirkt, ein oder mehrere Federelemente 201 in dem Bereich der Kontaktstelle verformt, was zu einer Verformung des Trägerelements 152 führt.
  • Der Wischtuchträger 150 ist bevorzugt derart ausgebildet, dass das Trägerelement 152 innerhalb der Reinigungsebene, die senkrecht zu der Antriebswelle 151 und/oder senkrecht zu der Hochachse angeordnet ist, verformbar ist, und dass das Trägerelement 152 senkrecht zu der Reinigungsebene (d. h. entlang der Hochachse) im Wesentlichen nicht verformbar ist. So kann gewährleistet werden, dass das Wischtuch von dem Trägerelement 152 gegen die zu reinigende Fläche gedrückt wird, wodurch eine zuverlässige Reinigungswirkung gewährleistet wird.
  • Es wird somit ein Wischtuchträger 150 mit einer äußeren deformierbaren Form beschrieben, wobei der Wischtuchträger 150 über flexible Federelemente 201 mit der angetriebenen Nabe 251 verbunden ist. Durch die Deformation der äußeren Form mit fester Position der Rotationsachse zum Wischtuch kann bewirkt werden, dass das Wischtuch durch eine Verformung in radialer Richtung Hindernissen 210 ausweichen kann.
  • Der Wischtuchträger 150 kann integrierte Federelemente 201 aufweisen. Diese ermöglichen es, dass der Wischtuchträger 150 einem Hindernis 210 flexibel ausweichen kann, sich während des Kontakts mit dem Hindernis 210 elastisch verformt und anschließend wieder die ursprüngliche Grundform erhält.
  • Teleskop-Federn können als Federelemente 201 eingesetzt werden (wie beispielhaft in Fig. 2a dargestellt). Hierbei wird das kreisförmige Trägerelement 152, welches einen kreisförmigen Außenring 202 aus einem flexiblen Material, z. B. Federstahl, aufweist, über Teleskop-Federelemente 201 mit der statischen Aufnahme (d. h. der Nabe) 251 des Trägerelements 152 verbunden. Bei Kontakt mit einem Hindernis 210 kann sich das Wischtuch zusammen mit dem Trägerelement 152 (in radialer Richtung) verformen und somit dem Hindernis 210 ausweichen. Mithilfe der Teleskop-Federelemente 201 in Verbindung mit dem federnden Außenring 202 des Trägerelements 152 kann das Wischtuch nach Passieren des Hindernisses 210 wieder seine ursprüngliche Form annehmen. Die Teleskop-Federelemente 201 sind dabei bevorzugt so gestaltet, dass diese die tangential und/oder radial auftretenden Kräfte bei Kontakt mit einem Hindernis 210 aufnehmen können.
  • Eine weitere Möglichkeit besteht in der Verwendung von Spiral- bzw. Blattfedern, die als federnde Elemente 201 genutzt werden (wie beispielhaft in Fig. 2b dargestellt). Hierbei umfasst der Wischtuchträger 150 eine feste Aufnahme (d. h. Nabe) 251 in der Mitte, ein kreisförmiges Trägerelement 152, das außen durch einen federnden Ring 202 begrenzt wird, und spiralförmige Federelemente 201, welche die Aufnahme 251 und den Außenring 202 federnd verbinden.
  • Mithilfe der spiralförmigen Federelemente 201, welche beispielsweise tangential zu dem Außenring 202 und orthogonal zu der Aufnahme 251 in der Ebene des Trägerelements 152 ausgerichtet sind, und welche jeweils an einem Ende mit dem Außenring 202 und an dem anderen Ende mit der Aufnahme 251 verbunden sind, kann sich das gesamte Trägerelement 152 bei Kontakt mit einem Hindernis 210 (selektiv in radialer Richtung) verformen und somit dem Hindernis 210 ausweichen (wie beispielhaft in Fig. 2c dargestellt). Aufgrund der Struktur kann das Trägerelement 152, nachdem das Hindernis 210 passiert wurde, wieder seine ursprüngliche Grundform einnehmen. Durch Spiral- bzw. Blattfedern können tangentiale und/oder radiale Kräfte in besonders zuverlässiger Weise aufgenommen werden können, sodass ein besonders robuster Wischtuchträger 150 bereitgestellt werden kann.
  • Alternativ oder ergänzend kann das Trägerelement 152 eine integrierte Struktur aufweisen, die nachgiebig in radialer Richtung (radial zu der Rotationsachse) ist, und die in axialer Richtung steif ist, so dass ein gleichmäßiger Bodendruck über die gesamte Fläche des Trägerelements 152 bewirkt werden kann. Fig. 3a zeigt ein Trägerelement 152 mit einer Wabenstruktur 301. Fig. 3b zeigt ein Trägerelement 152 mit einer Wellenstruktur 311. Fig. 3c zeigt einen Querschnitt durch das Trägerelement 152 aus Fig. 3b.
  • Durch die Verwendung einer flexiblen Struktur 301, 311 kann das Trägerelement 152 einem Hindernis flexibel ausweichen, indem sich die flexible Struktur 301, 311 während des Kontakts mit einem Hindernis 210 elastisch verformt und anschließend wieder in die ursprüngliche Grundform zurückkehrt.
  • Eine Wabenstruktur 301 im Trägerelement 152 dient als radial nachgiebiges und federndes Element 201, während die Wabenstruktur 301 gleichzeitig eine in axialer Richtung steife Struktur darstellt. Das Trägerelement 152, das ggf. einen kreisförmigen Außenring 202 aufweist, ist über die Wabenstruktur 301 mit der Nabe 251 des Wischtuchträgers 150 verbunden. Bei Kontakt mit einem Hindernis 210 können sich das Wischtuch und das Trägerelement 152 verformen und somit dem Hindernis 210 ausweichen. Mithilfe der in radialer Richtung nachgiebigen und federnden Strukturelemente des Trägerelements 152 kann das Wischtuch nach Passieren des Hindernisses 210 wieder seine ursprüngliche Form einnehmen.
  • Eine im Trägerelement 152 ausgeführte wellenartige Struktur 311 dient in analoger Weise als nachgiebiger und federnder Mechanismus 201, der beim Kontakt des Wischtuchs und des Trägerelements 152 mit einem Hindernis 210 dem Hindernis 210 nachgibt, wobei sich die Wellen im Bereich des Kontaktes mit dem Hindernis 210 verdichten und damit die Wellenfeder gespannt wird, was zum Rückstellen in die Grundform nach Beendigung des Kontakts mit dem Hindernis 210 führt.
  • Alternativ oder ergänzend zu einer Verformung des Trägerelements 152 in radialer Richtung kann der in diesem Dokument beschriebene Wischtuchträger 150 derart ausgebildet sein, dass die Rotationsache des Trägerelements 152 gegenüber der Antriebswelle 151 (die typischerweise fest mit der Nabe 251 des Trägerelements 152 gekoppelt ist) verschiebbar ist. Ein auf den Rand des Trägerelements 152 wirkendes Hindernis 210 kann dann bewirken, dass die Rotationsachse des Trägerelements 152 verschoben wird (während die Antriebswelle 151 an der gleichen Stelle verbleibt), sodass das Trägerelement 152 dem Hindernis 210 ausweicht. Dies ist beispielhaft in den Figuren 4a und 4b dargestellt.
  • Fig. 4a zeigt ein Trägerelement 152 mit einer Trägerplatte 403, die ggf. nicht (in radialer Richtung) verformbar ist. Des Weiteren umfasst das Trägerelement 152 Federelemente 201, die jeweils die (angetriebene) Nabe 251 mit dem Rand 402 des Trägerelements 152, insbesondere der Trägerplatte 403, verbinden. In dem dargestellten Beispiel sind die Federelemente 201 jeweils als Spiralfedern oder Blattfedern ausgebildet. Das der Nabe 251 zugewandte Ende verläuft radial zu der Nabe 251 (und ist mit der Nabe 251 verbunden) und das dem Rand 402 zuwandte Ende verläuft tangential zu dem Rand 402 (und ist mit dem Rand 402 verbunden).
  • Die Nabe 251 ist nicht mit dem Mittelpunkt der Trägerplatte 403 verbunden, wobei der Mittelpunkt typischerweise der Rotationsachse 451 der Trägerplatte 403 bzw. des Trägerelements 152 entspricht. Wie in Fig. 4b dargestellt, führt dies dazu, dass das Trägerelement 152, insbesondere die Trägerplatte 403, durch Einwirken eines Hindernisses 210 auf den Rand 402 des Trägerelements 152 parallel zu der zu reinigenden Fläche verschoben wird und somit dem Hindernis 210 ausweicht. Als Folge daraus wird die Rotationsachse 451 gegenüber der die Nabe 251 antreibenden Antriebswelle 151 verschoben. Die Verschiebung wird durch die Verformung der Federelemente 201 bewirkt.
  • Es kann somit ein Wischtuchträger 150 mit einem äußeren festen und/oder starren Ring 402 bereitgestellt werden, welcher über elastische Elemente 201 mit der Aufnahme 251 der Antriebswelle (d. h. mit der Nabe) verbunden ist. So kann das an dem Trägerelemente 152 angeordnete Wischtuch Hindernissen 210 unter Beibehaltung der äußeren Form in der horizontalen Ebene ausweichen, wobei im Gegensatz zu der Neutral- bzw. Grundstellung die Rotationsachse 451 des Wischtuchs bzw. des Trägerelements 152 nicht mehr kollinear und/oder konzentrisch zur Antriebswelle 151 angeordnet ist. Die elastischen Elemente 201 besitzen jeweils eine Rückstellkraft in die Neutralstellung, sodass die Rotationsachse 451 des Wischtuchs bzw. des Trägerelements 152 und die Antriebswelle 151 wieder konzentrisch und/oder kollinear sind, wenn sich kein Hindernis 210 in Kontakt mit dem Wischtuchträger 150 befindet.
  • Es kann ein Tuchträger (d. h. ein Trägerelement) 152 mit integrierten Federelementen als elastische Elemente 201 verwendet werden. Diese ermöglichen es, dass der Träger 152 mit dem Wischtuch einem Hindernis 210 flexibel ausweichen kann, indem sich die Rotationsachse 451 des Wischtuchs bzw. des Trägers 152 radial zur Antriebswelle 151 verschiebt. Die Grundplatte 403 des Trägers 152 ist dabei bevorzugt steif ausgeführt. Die Rückstellkraft der Federelemente 201 ist bevorzugt größer, als die durch die bei der Auslenkung entstehende, Unwucht-bedingte, Zentrifugalkraft des Wischtuchs und der Träger-Grundplatte 403.
  • Es können unterschiedliche Formen von Federelementen 201 verwendet werden. In dem in den Figuren 4a und 4b dargestellten Beispiel werden Blattfedern als Federelemente 201 verwendet. Der Wischtuchträger 150 weist bevorzugt spiralförmige und/oder gebogene Federelemente 201 auf (z. B. mindestens drei Federelemente 201), die den Träger 152, insbesondere die Trägerplatte 403, mit der Antriebswelle 151 koppeln. Wenn ein Hindernis 210 durch Berührung auf das Wischtuch oder die Träger-Grundplatte 403 einwirkt, führt die aus diesem Kontakt resultierende Kraft zu einer Verschiebung der Trägerplatte 403 innerhalb der horizontalen Ebene, die senkrecht zu der Rotationsachse 451 angeordnet ist, was zu einer Verschiebung zwischen der Rotationsachse 451 des Wischtuchs und der Antriebswelle 151 führt. Nach dem Passieren des Hindernisses 210 bewirken die Federelemente 201 eine Rückstellung des Wischtuchs, sodass dessen Rotationsachse 451 und die Antriebswelle 151 wieder konzentrisch und/oder kollinear sind. Die Federnelemente 201 übertragen zudem das zum Drehen des Wischtuchs notwendige Drehmoment von der Antriebswelle 151 (über die Nabe 251) auf die Träger-Grundplatte 403.
  • Durch eine flexible und nachgiebige Bauform eines Wischtuchträgers 150 und/oder durch eine Verschiebung der Rotationsachse 451 des Trägerelements 152 können negative Einflüsse auf die Navigation einer Reinigungsvorrichtung 100 vermieden oder zumindest verringert werden. Des Weiteren kann die Größe (insbesondere der Durchmesser) des rotierenden Wischtuchs vergrößert werden, auch deutlich über die Grundform des Gehäuses der Reinigungsvorrichtung 100 hinaus, so dass die Wischbreite insgesamt vergrößert werden kann. Insbesondere kann ein Wischtuch verwendet werden, das über den Rand der Reinigungsvorrichtung 100 hinaussteht. Dadurch wird die Ecken- und Kantenreinigung verbessert.
  • Ferner kann die Abdeckung des Bereichs zwischen zwei direkt benachbarten, rotierenden Wischtüchern verbessert werden. Die flexiblen Wischtücher und/oder die radial verschiebbaren Wischtücher können sich mittig berühren, wodurch ein Restschmutz-Streifen zwischen den rotierenden Wischtüchern vermieden werden kann. Insbesondere können zwei direkt benachbarte Wischtuchträger 150 derart nah zueinander angeordnet werden, dass sich die Trägerelemente 152 der beiden Wischtuchträger 150 stets berühren und sich an der Berührstelle ggf. verformen. Dabei kann eine beliebige Grundform der Trägerelemente 152 verwendet werden. Insbesondere können kreisrunde Trägerelemente 152 verwendet werden, sodass (anders als bei der Verwendung von polygonalen Wischtüchern) keine Synchronisation der Antriebe 153 der beiden Wischtuchträger 150 erforderlich ist.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der in diesem Dokument beschriebenen Reinigungsvorrichtungen veranschaulichen sollen.
    • Bezugszeichenliste
    • 100
    Reinigungsvorrichtung (Reinigungsroboter)
    101
    Antriebseinheit
    102
    Bürstenwalze
    104
    Führungs- und/oder Stützelement
    105
    Stoßfänger
    106
    Saugeinheit / Saugdüse
    107
    Saugmund
    110
    Umfeldsensor
    111
    Speichereinheit
    120
    Bewegungsrichtung / Längsrichtung
    121
    Oberseite
    122
    Unterseite
    123
    Seitenwand
    130
    Steuereinheit
    150
    Wischtuchträger
    151
    Antriebswelle (Wischtuchträger)
    152
    Trägerelement
    153
    Antrieb (Wischtuchträger)
    155
    Koppelelement
    201
    Federelement
    202
    Rahmen / Ring
    203
    Trägermaterial
    210
    Hindernis
    251
    Nabe (Wischtuchträger)
    301
    Wabenstruktur
    311
    Wellenstruktur
    402
    Rand (Trägerelement)
    403
    Trägerplatte
    451
    Rotationsachse (Trägerelement)

Claims (14)

  1. Reinigungsvorrichtung (100), die ausgebildet ist, über eine zu reinigende Fläche bewegt zu werden; wobei
    - die Reinigungsvorrichtung (100) zumindest einen Wischtuchträger (150) mit einem Trägerelement (152) umfasst, das ausgebildet ist, an einer Oberfläche des Trägerelements (152), die im Betrieb der Reinigungsvorrichtung (100) der zu reinigenden Fläche zugewandt ist, ein Wischtuch aufzunehmen;
    - die Reinigungsvorrichtung (100) zumindest einen Antrieb (153) umfasst, der ausgebildet ist, das Trägerelement (152) über eine Antriebswelle (151) anzutreiben, um zu bewirken, dass das Trägerelement (152) um eine Rotationsachse (451) gedreht wird, sodass im Betrieb der Reinigungsvorrichtung (100) die Oberfläche des Trägerelements (152) mit dem daran angeordneten Wischtuch um die Rotationsachse (451) rotierend über die zu reinigende Fläche bewegt wird; und
    - die Rotationsachse (451) in radialer Richtung zu der Rotationsachse (451) gegenüber der Antriebswelle (151) verschiebbar ist.
  2. Reinigungsvorrichtung (100) gemäß Anspruch 1, wobei die Rotationsachse (451) durch Einwirken einer äußeren Kraft in radialer Richtung auf einen Rand (402) des Trägerelements (152) in radialer Richtung gegenüber der Antriebswelle (151) verschiebbar ist.
  3. Reinigungsvorrichtung (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antriebswelle (151) örtlich, in Bezug auf die Reinigungsvorrichtung (100), fixiert ist und/oder nicht in radialer Richtung verschiebbar ist.
  4. Reinigungsvorrichtung (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
    - die Antriebswelle (151) des Antriebs (153) ausgebildet ist, eine Nabe (251) des Wischtuchträgers (150) anzutreiben; und
    - die Nabe (251) über mehrere, insbesondere über drei oder mehr, Federelemente (201) mit einem Rand (402) des Trägerelements (152) gekoppelt ist.
  5. Reinigungsvorrichtung (100) gemäß Anspruch 4, wobei
    - jeweils ein erstes Ende eines Federelements (201) mit der Nabe (251) und ein zweites Ende des jeweiligen Federelements (201) mit dem Rand (402) des Trägerelements (152) verbunden ist; und
    - die Nabe (251) nur über die Federelemente (201), insbesondere nur über die zweiten Enden der Federelemente (201) am Rand (402) des Trägerelements (152), mit dem Trägerelement (152) mechanisch verbunden ist.
  6. Reinigungsvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 5, wobei die Federelemente (201) in Umfangsrichtung des Trägerelements (152) verteilt, insbesondere gleichmäßig verteilt, um die Nabe (251) angeordnet sind.
  7. Reinigungsvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei
    - die Federelemente (201) zumindest ein Teleskop-Federelement umfassen, das in radialer Richtung zwischen der Nabe (251) und dem Rand (402) angeordnet ist; und/oder
    - die Federelemente (201) zumindest ein als Spiralfeder oder Blattfeder ausgebildetes Federelement umfassen, das insbesondere an dem der Nabe (251) zugewandten ersten Ende radial zu der Nabe (251) angeordnet ist, und das insbesondere an dem dem Ring (202) zugewandten zweiten Ende tangential zu dem Rand (202) angeordnet ist.
  8. Reinigungsvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei
    - der Wischtuchträger (150) derart ausgebildet, ist, dass die Antriebswelle (151) und die Rotationsachse (451) in radialer Richtung höchstens einen maximal möglichen Abstand zueinander aufweisen; und
    - die Federelemente (201), insbesondere zusammen, eine Rückstellkraft zu einer Neutralstellung des Trägerelements (152) aufweisen, die größer als eine auf das Trägerelement (152) mit dem daran angeordneten Wischtuch wirkende Zentrifugalkraft ist, wenn die Antriebswelle (151) und die Rotationsachse (451) den maximal möglichen Abstand zueinander aufweisen.
  9. Reinigungsvorrichtung (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Reinigungsvorrichtung (100) derart ausgebildet ist, dass
    - die Antriebswelle (151) und die Rotationsdachse (451) in einer Neutralstellung kollinear sind; und
    - die Rotationsachse (451) durch Einwirken einer von außen auf das Trägerelement (152) in radialer Richtung wirkenden Kraft in radialer Richtung aus der Neuralstellung heraus verschiebbar ist.
  10. Reinigungsvorrichtung (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
    - die Reinigungsvorrichtung (100) ausgebildet ist, mit einer Antriebskraft, die einen bestimmten Kraftwert aufweist, über die zu reinigende Fläche bewegt zu werden; und
    - die Reinigungsvorrichtung (100) derart ausgebildet ist, dass die Rotationsachse (451) durch Einwirken einer von außen auf das Trägerelement (152) in radialer Richtung wirkenden Kraft, die von dem bestimmten Kraftwert abhängig ist, in radialer Richtung gegenüber der Antriebswelle (151) verschoben wird, insbesondere derart, dass die Rotationsachse (152) und die Antriebswelle (151) einen maximal möglichen Abstand zueinander aufweisen.
  11. Reinigungsvorrichtung (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Trägerelement (152) eine starre, nicht-verformbare, Trägerplatte (403) umfasst, die die Rotationsachse (451) als Mittelpunkt aufweist, durch die die, der zu reinigenden Fläche zugewandte, Oberfläche des Trägerelements (152) gebildet wird, und die ausgebildet ist, das Wischtuch aufzunehmen.
  12. Reinigungsvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Trägerelement (152) in radialer Richtung zu der Rotationsachse (451) elastisch verformbar ist.
  13. Reinigungsvorrichtung (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
    - die Reinigungsvorrichtung (100) zumindest zwei direkt benachbarte Wischtuchträger (150) aufweist; und
    - die Rotationsachsen (451) der Trägerelemente (152) der zwei Wischtuchträger (150) im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, und in radialer Richtung derart nah zueinander angeordnet sind, dass
    - sich die Trägerelemente (152) an einem Berührpunkt berühren; und
    - die Rotationsachse (451) des Trägerelements (152) von zumindest einem Wischtuchträger (150) in radialer Richtung gegenüber der Antriebswelle (151) für diesen Wischtuchträger (150) verschoben ist.
  14. Reinigungsvorrichtung (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
    - die Reinigungsvorrichtung (100) ein Reinigungsroboter, insbesondere ein Saug- und Wischroboter, ist; und/oder
    - die Reinigungsvorrichtung (100) ausgebildet ist, sich in autonomer Weise über die zu reinigende Fläche zu bewegen.
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